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汉能技术

技术与创新

汉能认为“企业生存的奥秘在于技术永远领先”,创新是企业长青的动力,汉能高度重视研发与投入,在北京、四川、江苏、美国硅谷、德国、瑞典等地设有八个研发基地,在纳米硅电池、铜铟镓硒电池、砷化镓电池、高端装备、储能技术、薄膜发电应用等薄膜发电领域已申请专利逾3200项,其中发明专利占总数的60%(含海外公司并购的核心专利),主编或参与了十余项薄膜发电国家标准和行业标准的起草和编制;并拥有国家级“高新技术企业”称号和“博士后科研工作站”。

2013年7月22日,广东汉能光伏有限公司正式被广东省科学技术厅认定为广东省2013年第一批国家高新技术企业。其所辖的汉能广东河源薄膜太阳能研发制造基地于2009年落户河源高新技术开发区,被列为2010-2011年度广东省重点建设项目,广东省现代产业500强重点培育之战略性新兴产业项目。

2014年6月,江苏武进汉能光伏有限公司被列为江苏省2014年第一高新技术企业。

砷化镓技术-Alta

砷化镓(GaAs)因其优异的性能和可靠性,代表了光伏技术的最高水平。传统的GaAs电池片极其昂贵,重且易碎,完全不适于移动电源系统。Alta Devices砷化镓高效薄膜太阳能电池技术则具有高效率、低成本、发电性能优异等特点,且产品轻质柔性,可完美地应用于移动电源系统。

Alta Devices在GaAs芯片上采用金属有机物气相沉积MOCVD技术完成光伏器件的外延生长,并采用湿法工艺把器件连同柔性衬底从芯片上剥离下来,之后根据用户需求,制成不同尺寸的产品。Alta Devices自主开发的MOCVD快速生长技术和大面积外延层剥离技术,使其具有很大的成本降低潜力,并适合规模化生产。

铜铟镓硒技术-GSE

GSE采用柔性共蒸发CIGS技术。该技术是在30微米厚不锈钢衬底上通过卷对卷生产工艺(Roll to Roll)均匀沉积CIGS太阳电池器件的各功能性膜层,其优势为通过采用多点分布式蒸发源,提高沉积膜厚度均匀性;共蒸工序时间短(<4min);原材料易获得(Cu、In、Se颗粒,Ga液态);双XRF监测共蒸发沉积膜厚及成分,偏离目标时自动调节蒸发源进行补偿;原材料利用率高,共蒸室壁的材料可以充分回收利用;粉尘处理容易(更换护板),蒸发源维护便捷(6小时维护时间)。

此外,GSE还拥有独有的ICI(Integrated Cell Interconnect)封装技术。该技术采用图形化的镀膜方式制备内部结构更加致密的铜前电极,减少了遮挡面积,降低了元件串联电阻,并通过激光焊接方式完成电池极连接,消除了短路问题,从电池到组件的效率损失大幅减小。

铜铟镓硒技术-Solibro

Solibro具有35年的技术研发及10年的实体生产经验,涉及专利88项,已具有设备—工艺—产业化交钥匙工程的集成能力和交付经验,以及低产线建设和生产成本的集成控制能力。

核心共蒸发技术采用独有的CIGS点源共蒸发技术,具有从下向上蒸发、多点源系统、相对较大的源与基板距离的特点。CIGS电池各功能性膜层在不同的专用设备中完成镀膜。设备性能稳健(Robust),维护快速、产出率高、稼动率高,且具有很强的未来效率和工艺升级灵活性。

目前,Solibro可按客户需求从设计CIGSPOWERLINE交钥匙工程开始,直至产线启动运行,提供全面支援,包括自主设计的CIGS共蒸发系统等全线设备,保证最高品质的CIGS核心工艺以及最高的元件转化效率。


铜铟镓硒技术-MiaSolé

本集团在2013年收购了若干世界领先的CIGS薄膜发电技术,分别为Solibro(基于玻璃衬底的共蒸发技术),MiaSolé(溅射技术)以及Global Solar Energy(基于柔性衬底的共蒸发技术) 。上述收购的关键缘由在于提升本集团的技术路线,以及将世界领先的薄膜发电技术专才引入至本集团研发部门。这一战略举措在于:无论在转换效率还是生产成本,CIGS薄膜技术均已可与晶硅媲美;且与晶硅相比,拥有诸多特性,如柔性衬底,更美观和更高的热表现等,使用效益远多于多晶硅。本集团计画将新近收购的技术在中国实现本土化,以进一步降低生产成本,令客户在薄膜市场更具竞争力。

MiaSolé采用CIGS薄膜技术生产太阳能电池和元件。该薄膜技术是基于轴对轴平台,其中所有由CIGS太阳能电池构成的薄膜层,均在单台物理气相沉积(PVD)流程系统中依次溅射沉积至单块玻璃的柔性不锈钢衬底之上,之后实现电池构成自动化以及进行100%线上测试以此构成的柔性电池制造,碳排放小、资本支出低;具有高生产率和低成本。生产的柔性电池用于玻璃和轻质柔性组件生产线、消费者产品及其它不同的运用。

MiaSolé已经向遍及五大洲超过三十个客户交付了超过80MW的玻璃和柔性薄膜组件。

高效硅异质结技术-HIT

高效硅异质结技术是指带有本征层非晶薄膜硅材料的异质结技术。该技术是在n型或者p型的单晶硅片正反两面一共生长上6层薄膜,其本质是一种薄膜技术。本集团双面SHJ电池的结构为Ag栅/ITO膜/p型非晶硅膜/本征非晶硅膜/n型单晶硅片/本征非晶硅膜/n型非晶硅膜/背面ITO膜/背面Ag栅。其中的非晶硅薄膜厚度只有5-10nm,可运用非晶硅的常规低温沉积技术实现沉积(例如PECVD)。正反面ITO薄膜可由溅射法(PVD)制备,产业化成本较低。由于本征非晶硅膜对硅片表面良好的钝化作用,使得器件的反向饱和电流降低了近2个数量级,电池的开路电压和光电转换效率得到大幅提升,可以实现25%以上的电池效率和23%以上的组件效率。高的组件效率可节省占地面积、支架和人工费用等BOS成本。同时,高的开路电压带来了较低的温度系数(-0.29%/℃),使其在实际发电中有更好的电量输出,相对常规晶硅组件发电量高出~6%。另外,其双面对称的电池结构可以实现双面发电,根据不同的地面状况和不同的安装角度,相同装机容量下相对晶硅单面组件有12-35%的发电增益,可进一步降低度电成本。本集团SHJ电池采用n型的单晶硅片,其组件在实际应用中不存在光致衰减(LID)和电致衰减(PID),环境稳定性更好。

产品特性:电池转化效率23%以上,组件性能稳定,温度系数低,高温下功率输出高,双玻封装寿命可达30年以上,且双面均可发电,使发电量大幅增加。

目标市场:可广泛用于分布式电站,光伏建筑壹体化,隔音墙,农/渔光互补,污水处理厂光伏发电,移动能源等市场。


非晶硅/硅锗技术

非晶硅和硅锗均为硅的非结晶同素异形体,可在低温下沉降于不同种类的薄膜衬底之上。它为各种电子产品提供了一些独特的功能。与多晶硅(mc-Si)相比,非晶硅的电子表现较低,然而在实际运用中更具灵活性。例如,非晶硅层可以制作得比晶硅更薄,可节约更多的硅基材料成本。

硅基的另一个显著优势在于其可在低温下实现沉积(例如75℃),不仅能在玻璃上,而且能在廉价的塑胶上实现沉积,使之成为了轴对轴加工技术的最佳方案。沉积时,非晶硅可以类似多晶硅般掺杂其它物质,最终形成电子设备。非晶硅现已成为薄膜电晶体活跃层,液晶显示幕(LCD)和薄膜电池及组件的核心原料。

非晶硅另一个优势在于其可通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)实现大面积沉积。PECVD系统的设计将极大地影响非晶硅元件成本。因此,大多数设备提供商将重点放在设计制造高输送量的PECVD设备以实现更低的生产成本。

通过基于硅锗串联生产线自主研发Fab2.0系统的技术突破,本集团实现了薄膜发电元件的更高转换效率,更低的生产成本(减少约9%),提升了薄膜发电组件的成本效益和竞争力。


纳米晶硅技术

纳米晶硅有晶体硅内的非晶相颗粒,相对与完全由晶体硅颗粒构成的多晶硅,由颗粒边界隔开。二者的区别在于晶体颗粒的大小:纳米晶硅内的晶体颗粒多在纳米级上下。因有晶体颗粒的存在,相比多晶硅而言,纳米晶硅比非晶硅拥有更好的电子迁移率,增强了对红光和红外线波长的吸收,提升了光致稳定性,使之成为硅基薄膜太阳能电池的重要原材料。与非晶硅相似,纳米晶硅同样是薄膜电晶体的活跃层、薄膜太阳能电池和组件的上佳选择。

纳米晶硅最重要的优势在于其拥有更好的稳定性,比非晶硅更容易制造,可运用非晶硅的常规低温沉积技术实现沉积(例如PECVD),而无需使用制造晶硅的镭射退火或高温化学气相沉积(CVD)流程。将纳米晶硅和非晶硅/硅锗技术结合成为多结太阳能电池,电池转换效率可提升至12%以上,而成本却能下降15%以上。